1961年4月12日，27岁的苏联人尤里·加加林乘坐“东方”1号飞船在空间遨游了108分钟，成为了人类历史上第一位进入宇宙空间的人，并由此揭开了载人航天发展史的序幕，从此，人类便增添了一种勇敢的职业——航天员。

　　40多年来，航天员在载人航天史上创造了一个又一个新的记录，为空间科学和空间探索做出了巨大的贡献。

　　在最初的航天飞行中，航天员们的活动只能局限在载人的密闭舱内，随着航天科技的发展，舱外太空中的行走逐渐成为现实，而且目前人们正致力于在太空中长期居住的研究和探索。航天员的工作也从最初作为载人飞船的驾驶员和乘员，发展到在飞行期间完成多种学科综合的科学研究和工程维修。

　　什么人可以成为航天员

　　既然人类一定要进入太空，那么，一个人具备什么条件才能成为船天员呢？要成为航天员，首先要有良好的身体素质，因为航天员在进入太空或返回地面的过程中，要克服航天器飞行时的力学环境、太空的物理环境和航天器的狭小空间环境等特殊环境下的重重困难，适应这种环境的考验，航天员的身体和综合素质十分重要。因此，有幸成为航天员的人可谓凤毛麟角。

　　百里挑一

　　载人航天活动对于航天员的生理和心理均有严格的要求。航天医学专家根据航天任务及其对各类航天员不同的要求，制定相应的选拔项目、内容和标准化。一般包括基本资格审查、临床医学检查、生理机能选拔、心理选拔、特殊环境因素耐力和适应性选拔等。航天员的选择标准和条件在各个国家基本相同，特别是身体素质的要求是一样的。

　　美、苏早期航天员的选拔标准和方法有许多共同点；航天员均选自歼击机飞行员；航天员的选拔均以飞行员选拔为基础；所规定的选拔项目几乎相同。选拔淘汰的比例大约是1：100。美国“水星”任务第一批航天员7名，是从500名军用飞机飞行员中选出的。苏联的第一批航天员20名，是从3000多名飞行员中选出的，后来又有8名淘汰，实际上参加飞行的只有12名.

　　在性别方面，航天员主要是以男性为主。在第一个女航天员瓦伦蒂娜·捷列什科娃飞行后，经过将近20年，于1982年8月19日，联盟T-7号飞船才进行了第二次有女航天员斯维特兰娜·萨维茨卡娅(34岁)参加的飞行。目前，女航天员的人数逐渐增加。在年龄方面，对于驾驶员和任务专家一般是22-40岁，载荷专家可以是40岁以上。由于前苏联是用飞船作为天地往返运输系统，对航天员的年龄要求较严，超过50岁以上继续飞行的航天员较少，而美国航天飞机的航天员有不少是50岁以上的。在身高方面，由于前苏联“联盟”号飞船返回舱的空间很小，航天员的身高一般都在170厘米以下，美国航天飞机座舱的空间较大，航天驾驶员的身高范围较宽，为162.5-193.0厘米。

　　为确保航天员具有优良的身体素质，生理机能选拔是极为关键的。生理机能选拔主要是挑选人体各脏器和系统基本生理功能优良者。生理机能选拔内容包括心血管和肺功能检查、中枢神经系统功能检查、听觉功能检查、视觉功能检查以及内分泌和免疫功能检查等。

　　航天员的心理和精神状态对于航天任务的完成有着极大的影响，特别是对于长期飞行以及多人的乘员组，其心理素质的选拔是非常重要的。航天员们身处的环境是恶劣、封闭和隔绝的，而且还要面对太空中那些难以预测的风险，没有超乎寻常的“坚强神经”是不可能在这种环境中完成规定任务的。

　　心理选拔方法包括心理调查和心理会谈，个性心理、智力和认知以及心理运动能力的测试等。对于多人的乘员组，更应该特别重视航天员彼此之间的适应性及协调工作的能力。

　　在航天过程中要遇到各种特殊环境因素，如超重、失重、低压、缺氧、高低温、振动、噪声、辐射、隔绝等。在航天员的选拔过程中，要淘汰那些对这些特殊环境因素敏感和耐受能力差的人，挑选耐力和适应性优良者。

　　严格的前庭功能选拔是也是航天员选拔的一个重要环节，这可以有效减少在失重状态下航天运动病的发病率。

　　航天运动病也称太空病，是由于在失重状态，人体不适应产生的，和一般人平时的晕车和晕船非常相似。最初是上腹部不适，继而面色苍白、虚汗、头晕、眼花、恶心，严重的还会呕吐，但吐过以后症状会明显减轻。航天运动病一般在载人飞船一进入轨道后就会发生，持续2至4天后症状自动消失。但是，可别认为航天运动病算不得什么大不了的事儿，实际上，对于载人航天事业的发展和空间生命科学来说，它恰恰是一个难以攻克的大问题。

　　由于航天运动病发病率很高，据资料表明，有将近半数以上的航天员入轨后都会患上这种病。载人飞行的工作日程安排得非常严格，航天员入轨后有许多重要的操作需要在这段时间内完成。如果这时候出现运动病症状，就会或多或少影响其空间任务的完成，严重时还会影响到载人航天飞行的安全。其次，运动病的发作并没有一定的规律性，虽然初次参加航天飞行的人患此病较多，但在有些多次上天的航天员中也还会出现该种病，这就不能不对原有的飞行计划产生影响。

　　因此，前庭功能的好坏关系到航天员的工作效率、身体健康和飞行安全。美俄的经验证明，进行严格的前庭功能的选拔是减少航天运动病的发病率的有效措施之一。一般采用转椅、秋千或对耳部器官的温度刺激等手段来检查前庭器官的敏感性和稳定性。

　　前庭的作用

　　前庭是人体平衡系统的主要末梢感受器官，长在头颅的颞骨岩部内。人的耳朵分为外耳、中耳和内耳(内耳又称迷路)，前庭就在人的内耳中，是内耳器官之一。前庭负责感知人体空间位置，例如坐在行进的车中即使闭上眼睛，不看窗外，也可感知到车的加速、减速或转弯，就是前庭所感知到的。前庭作为人的一个感知器官，如果其发生“故障”，则会影响人的感知能力，从而产生眩晕。目前眩晕的70%病例都是由于前庭系统不协调所致。作为航天员因为环境的剧烈变化，前庭要受到直接的冲击，所以前庭器官的检查成为航天员选拔中的一个重要环节。

　　在航天员的选拔时，还必须对航天员承受过载的能力进行测试。过载作用一般是由于航天器发射和返回过程中的加速或减速产生的。测试时采用离心机测定候选者的横向(胸-背向)和纵向(头-盆向)的超重耐力。不同的载人航天器飞行过程中的超重值是不同的，飞船的超重值较高，而航天飞机的超重值较小。通常要求航天员的纵向超重耐力不应低于3g，横向超重耐力应为纵向超重耐力的3倍。

　　载人航天器乘员舱的大气压力由于压力制度设计考虑(选择低压)，出舱活动过程中舱室的减压、压力应急、灭火及其它需要减压的情况。可能会出现低压和低氧分压状态，要求航天员对于低压和缺氧应具有一定的耐受能力，在选拔中要进行低压缺氧检查，其目的是排除低压易感和缺氧敏感者。一般用低压舱上升至5000米高度检查对缺氧的敏感性，用低压和压力改变检查对低压和压力变化的易感性，

　　此外，在航天器发射和返回过程中传到舱内的噪声值会很高，在轨道飞行段也会遇到舱内设备产生的噪声，必需对航天员进行噪声敏感性检查，检查是用航天飞行中遇到的噪声频率，对候选者进行试验，淘汰有不良反应者。

　　在载人航天飞行中，不同的航天员分管不同的工作。载人飞行的初期一般只进行单人飞行，一般称为驾驶员。后来发展成一次多人飞行，编为一个乘员组。乘员组主要是由职业航天员组成，有时也有非职业航天员。每个航天员在航天中各自起着不同的作用，并逐渐向专业化方向发展。两人的乘员组一般为指令长和驾驶员(美国)或指令长和随船工程师或研究航天员(苏联/俄罗斯)。三人以上的乘员组一般分为指令长、驾驶员、任务专家和载荷专家(美国)或指令长、随船工程师和研究航天员(苏联/俄罗斯)。

　　以美国的乘员组为例，指令长(Commander)又称机长，是一次特定飞行乘员组的领导和负责人。在飞行中负责飞行任务的安排、实施、飞行指挥、通信联络和飞行安全等，有时兼任驾驶员的工作。驾驶员(Pilot)则主要负责监视、操纵和控制航天器的飞行，负责航天器的检测和维修。协助指令长工作。如果指令长无法履行职责，驾驶员有权接替指令长的工作。任务专家(MissionSpecialist)则要求受过航天器各系统和载荷操作的全面训练，精通所有飞行任务实施要求及载荷任务的目的、要求及其运行管理。参与飞行任务的计划并负责协调所有载荷实验与航天器之间的相互关系。任务专家的主要任务是根据批准的飞行计划负责实现轨道飞行阶段载荷实验的总体目标。前三类航天员均为职业航天员。而载荷专家(PayloadSpecialist)为非职业航天员，是特定载荷主顾在航天器上的代表。有使用、维护特定载荷的专门知识。在特定飞行任务中负责特定的载荷操作，负责收集和处理实验数据，维护和修理载荷设备，并负责与地面载荷控制中心联络。

　　随着载人航天的发展，航天员正在扩大到许多不同的行业，如科学家、工程师、医生、教师、记者、政治家、管理人员以及太空观光旅游者。

　　航天员是一种在空间从事航天活动的特殊职业的人，他们要在特殊的环境条件下，在航天器的舱内外完成飞行监视、操作、控制、通信、维修以及科学研究等特殊的工作任务，并能正常的生活。这就要求必需对他们进行严格的训练，使他们具备优良的生理和心理素质，对航天特殊环境因素有很强的适应能力，并熟练掌握航天器和完成飞行任务所应具备的各种知识和技能。

　　航天员的培训内容包括：体质锻炼、理论知识教育、心理训练、特殊环境因素耐力和适应性训练、生存训练和航天器技术训练、航天医学工程技术训练、空间科学及应用知识和技术训练、生存训练以及综合训练等。针对航天员的类别和职业不同，其培训的具体要求和内容也不同。职业航天员，如驾驶员和任务专家，其训练内容较多，要求也严，训练时间也较长，一般需要3年左右的时间。非职业性航天员，如载荷专家或科学家航天员，其训练内容较少，时间也较短。

　　体质和理论

　　身体素质作为一个人生存的基本条件，在航天员的训练过程中是必不可少的。苏联就曾为了准备阿波罗-联盟计划，要求其航天员在一年半的训练时间内，骑自行车1000千米，滑雪3000千米，越野跑步200多千米。美国休斯敦航天中心，为提高航天员耐力，曾让航天员穿上80千克重的航天服，在炎热的佛罗里达沙漠中，每天步行30千米。

　　除了体质的训练，航天员为了准备一次飞行还需要掌握大量的理论知识，这些理论知识包括基本的航天知识，飞行任务和航天器结构、航天医学工程知识以及空间知识和应用的有关知识等。

　　心理准备

　　心理训练是航天员训练中必不可少的内容。因为执行太空任务需要离开我们所熟悉的环境，而这种环境变化对心理的影响是很大的，尤其在早期航天活动中，载人航天其提供给航天员的生活环境无论是空间，还是饮食都不是很好，长时间呆在这么狭小的环境，会是什么一个感受？而如果这种感受影响到航天员的心理，那极容易就产生不可想象的后果。

　　而心理训练也就是使航天员在没上天之前，先对太空中的情况从心理上进行一下适应。增强心理的稳定性。现在由于执行任务复杂性增加，因此每次飞行都有几名成员来完成。而尽快的使成员之间达到“心有灵犀”也成为心理训练的一个重要内容。实践证明，整个成员组在一起进行训练对于提高他们在太空中工作的效率具有十分重要的作用。

　　航天员共同训练的时间短期飞行不少于半年中期飞行需要1年长期飞行1.5～2.5年

　　特殊环境

　　为了提高航天员对特殊环境因素的适应性和耐受力，需要对航天员进行航天特殊环境因素的暴露和刺激，如超重、失重、前庭器官的刺激、噪声、高低温等。

　　超重适应性训练的目的是让航天员适应航天器发射和返回再入时的超重环境，增强航天员抗超重的能力。训练方法主要采用离心机模拟航天器起飞和返回过程中的超重曲线，进行胸-背向对抗动作训练和头-盆向耐力维持训练。

　　失重训练则是利用失重飞机完成的。它可以完成抛物线飞行，形成15-40秒的微重力时间。使航天员感受、体验和熟悉失重环境，在失重的时间里可以做各种试验，如吃东西、喝水、穿脱衣服、闭眼与睁眼的定向运动，甚至可把一个舱体搬进机舱中，还可以进行人在失重的时间里从舱体爬出来的试验，训练太空的出舱活动。

　　美国的小型失重飞机有T-33和F-104飞机改装的失重飞机。大型失重飞机有KC-135和PC-9，苏联/俄罗斯用伊尔-76改装的大型失重飞机，其微重力时间大约有30s秒。法国有“快帆”和A300失重飞机，A300是目前世界上最大的失重飞机。日本也有大型或中型失重飞机。中国曾利用歼教-5改装成小型失重飞机。

　　在地面还可以用中性浮力水槽产生的漂浮感觉，模拟训练航天员在失重时进行工作和维修。中性浮力水槽模拟失重的原理是，当人体浸入水中时，通过增减配重和漂浮器使人体的重力和浮力相等，即中性浮力，获得模拟失重的感觉和效应；但它并没有消除重力对于人体及其组织的作用，因此，它不同于真实的失重环境。目前，这种方法主要用于对出舱活动的航天员进行训练。一般是将1：1的航天器放入水槽中，航天员穿上改制的舱外航天服，进行出舱活动程序的模拟和技能的训练。

　　为了减少航天运动病的发病率，还要进行前庭功能训练。采用转椅、秋千等旋转和摆动设备产生线性加速度和科氏加速度，或在失重飞机上让航天员头部运动，对受试者的前庭器官进行刺激，以提高前庭器官的耐受能力。也可以利用气功和生物反馈的方法对航天员进行抗运动病的训练。其它的特殊环境因素适应性训练还有飞机飞行训练，跳伞训练，振动、噪声体验，乘员舱大气环境体验以及隔离环境体验等。

　　飞行模拟

　　航天员在执行任务时往往需要操纵各种仪器设备，但航天器中的各种设备是数不胜数的，如果航天员在操作过程中出现了一点错误，尤其是驾驶员，很有可能就会机毁人亡。为此，在地面上建立各种模拟设备，这样航天员在这使设备中就可以熟悉操作的程序，适应不同的环境。

　　飞行模拟

　　器是针对载人航天任务而设计的执行飞行任务的模拟器。其主要功能是在地面模拟太空中的飞行条件和实际载人航天器运动状态，为航天员提供运动感觉、视觉、听觉和操纵负荷等各种感觉，使航天员感到好像真的在太空驾驶航天器一样。

　　模拟座舱一般采用内部结构和界面与实际航天器完全一致的模拟舱。俄罗斯和美国所发射的各种载人航天器都有各自的飞行模拟器，其中美国“阿波罗”号登月飞船的飞行模拟器，可以模拟从起飞到登月和返回地面等全程序飞行，也有只模拟载人航天某项飞行技术的模拟器，如有模拟飞船的起飞、入轨和姿态如何控制等飞行技术的模拟器。还有模拟在太空作业的专项模拟装置，如太空对接、太空维修和出舱模拟器等。

　　模拟航天员在太空生活与工作的微小空间环境，也都是以各种舱室的形式来完成的。这种微小生活空间舱室与航天员在太空生活的空间类似，除不能模拟失重环境外，其它都能逼真模拟。这种微小生活空间模拟对于考察和训练人对长期在太空生活的适应性是很重要的。

　　航天员选训中心

　　发展载人航天的各国，都有航天员选训中心，比较著名的有美国国家航空航天局的约翰逊航天中心(JohnsonSpaceCenter)和俄罗斯的加加林航天员培训中心(Gagarin Cosmonauts TrainingCentre又名星城StarCity)。它们主要的任务有：为载人飞行进行预备航天员和正式航天员的选拔；对航天员实施身体素质、心理、特殊环境因素适应性及飞行专业技能的训练，对航天员实施飞行前、飞行中和返回后的医学监督与医学保障，辅助飞行控制中心进行医学监督和及时地分析，并开展航天医学工程研究。

　　生存之道

　　载人航天器在应急返回过程中可能降落到各种复杂的地形、气候等恶劣的生存环境条件下，例如寒区、沙漠、山地、森林、海上等，因此必须对航天员进行这些地区的生存知识和技能的训练，使他们熟悉和掌握这些地区气候变化，地形、海况、动植物的情况，掌握生存的基本要领。比如在寒区生存要保持机体的热平衡，在原始森林生存要防御猛兽和昆虫的侵袭，在沙漠中生存是保持水盐平衡。

　　个人救生

　　由于载人飞船着陆地点较难控制，特别是应急返回时落点的散布较大，这就给航天员的营救造成困难。在载人飞船上一般装有个人救生物品，供航天员着陆等持营救期间的求救和生存使用。

　　个人救生

　　物品中应有求救联络物品，以便于航天员使用它们尽快与营救人员取得联系，这些物品包括无线电通信和定位装置、信号枪、焰火管、海水染色剂、闪光灯、反光镜、引火物品、哨笛等。

　　个人救生

　　物品中还必须有陆上和海上的防寒和遮阳物品，如防寒服、抗浸服、斗篷等。飞船返回着陆在寒区或溅入水中时，航天员穿着防寒服或抗浸服等待营救，防止体热在短时间内大量丧失，延长人的存活时间。当航天员返回溅入水中时，应有漂浮装置，如救生筏或便携式漂浮装置等，以支撑人体浮于水面，等持打捞和营救。常用的便携式漂浮装置包括二氧化碳气瓶、浮囊、吹气管及其它附件。当航天员溅入水中时，牵拉充气拉绳，撞针刺穿气瓶封口薄膜，二氧化碳气体充向浮囊内部，浮囊充气膨胀。也可用嘴通过充气管向浮囊内充气。

　　救生食品和饮水及急救药包也是十分重要的个人救生物品，对于着陆到高温地区，保证航天员有一定量的饮用水是十分重要的。其它个人生存物品还有手枪、驱鲨剂、渔具、滤光镜、指北针、自卫刀、钢丝锯、干燃料、取暖器、防风火柴等。

　　参与试验

　　除了上面说的，在发射前航天员还要参与真实航天器的大型试验和全程序模拟飞行，以及航天技术各大系统的综合试验和演练等，以使他们进一步从总体的高度加深对于飞行任务、计划、程序的理解和掌握。这不仅是航天员训练的重要内容，同时，航天员的参与以及他们对航天系统的意见对载人航天系统的研制也是非常有益的。

　　太空环境十分严峻，人进入其中航行怎样才能避免外界环境的伤害？就是说，如何才能保证航天员的生命安全？航天工程师研究和制造了一个基本与外界隔绝的密闭环境，即密闭座舱，密闭座舱内的环境可以保证航天员在太空生存所必需的条件。

　　生活空间

　　供人居住、生活和工作的密闭座舱是载人航天器的主要部分，舱内有装有缓冲超重力的座椅，有各种电子设备、仪表设备及航天员的救生设备。舱体的外壳包有绝热材料，可防止气动力产生的热传入舱内。舱体是由金属材料制成的，有防辐射的功能。密闭舱是增压式的，所以舱内外压力差很大，舱壁具有很强的承受压力的能力。舱体做得很坚固，安全可靠。舱壁四周有供航天员观察地球的舷窗，一般由三层玻璃制成，具有防强光、防紫外线及防辐射的性能。

　　人在太空中生活和工作首先要具有一定的活动空间。一般生活中我们经常会关心住房大小条件，只要经济条件允许，每个人都会尽可能的创造好的生活条件。其实我们各自的生活空间对我们自身的生理和心理会有很大的影响，在载人航天中这同样是基本问题。目前为止所有载人航天器，包括空间站，提供给航天员的活动空间都不能说是非常宽裕。而面临着太空飞行任务时间的加长，航天器所提供的活动空间更成为一个问题。试想长时间的呆在一个四面都是仪器设备的小房间里会是什么感觉。正因为如此航天工程师们对航天器需要提供给航天员的活动空间作了一个限定，这些限定是根据人类心理对太空任务的可承受程度来制定的。一般太空任务时间越长，需要的可活动空间越大。但在实际的飞行中，由于其它一些条件的限制，实际的空间可能要比理论上的稍小一些，如美国水星号、双子星座和阿波罗飞船舱内空间分别为1.53米3、1.25米3和3.03米3。

　　载人舱中航天员理论上需要的最小空间飞行时间理论值(米3/人)1~2天1.421~2个月7.36两个月以上17生命保障

　　密闭舱内最重要的设施，是保证航天员身体健康的生命保障系统。正常情况下人体都有一定的新陈代谢，在这个过程中人体会与周围的环境进行物质和能量交换，而这种交换只有在地球环境下或类似地球的环境下才能正常进行。在进行载人航天活动时生命保障系统实际上也就是要提供这样一个环境，使人体能正常地进行生理活动。

　　座舱的压力控制系统是生命保障系统最重要的组成部分，维持舱内压力和供人呼吸用氧，对保证航天员健康至关重要。载人航天器舱内的压力并非都是保持和地面的压力一致的，国外用于载人航天器舱内的气体压力有两种。一种是座舱压力及舱内气体组分与地面上一样，即一个大气压力制度。这种压力符合人体的生理要求，人们已经习惯生活在这种气体环境里。

　　苏联/俄罗斯的载人航天器，从加加林驾驶的东方号，直到联盟号飞船，和平号空间站，密闭舱内的压力，都是用一个大气压力制度。美国现在的航天飞机密闭舱也是用这种压力制度。但这种压力制度的舱内压力高，为保持压力需要的控制调节比较复杂。由于舱体内外所受到的压力差别较大，所以要求舱体结构坚固。航天员穿着航天服出舱活动时，由于航天服所提供的压力较低，为避免减压病的发生，要经过较长时间的吸氧排氮。

　　由于气体在液体中有一定的溶解性，所以人体组织和体液中都融有一定气体。人在进入低压环境时，人体组织和体液中溶解的气体就会分离出来，在血管内形成气泡，如果气泡过大过多会压迫人体内部的组织，使某些组织受损，或在血管内形成气栓堵塞血管，这样就引发各种病症，航天医学中称之为减压病。

　　体内产生的气泡的气体，主要是溶解在体液组织里的氮气。人从呼吸中吸入的气体是外界空气，它的主要成分是氮气，其次是氧和二氧化碳。氧和二氧化碳在血液中绝大部分(99%以上)与血红蛋白的缓冲物质分别作化学结合，只有很少一部分(不足1%)呈物理性溶解。而氮气不仅不能被身体分解，而且在血液和组织液中溶解度较高，所以它就成为产生气泡的主要气体。而这些氮气在人体中不会迅速的通过血液带到肺部排出体外，因而容易形成气泡，出现减压病。

　　这种情况之下，航天员在减压前，预先都要吸进纯氧，即在纯氧环境中停留一定时间(2～4小时)，使体内氮气释放出来，这个过程称为吸氧排氮。一般在纯氧环境中吸氧排氮4小时后，大体上可以使人体内的95%以上溶解的氮清除掉，这样就大大减少发生减压病的机会。

　　另一种压力制度是舱内保持1/3的大气压力，舱内气体是纯氧。美国的水星号、双子星座、阿波罗飞船，都是使用这种压力制度。这种压力制度使得舱压的调节相对简单，而且由于舱体内外压差较小，使得舱内气体的泄露量小，同时在穿着低压航天服前不需要吸氧排氮(仅在发射前吸氧排氮3小时)。但是人体长时间呼吸纯氧会抑制红细胞的生长，对眼鼻有刺激作用。更为严重的是舱内纯氧容易引起火灾，因为许多在氧氮混合条件下不易燃的材料在纯氧条件下会变得易燃。

　　1967年1月27日，阿波罗1号在作登月舱充纯氧试验时，因电线碰擦引起大火，当营救人员打开舱门，三个最优秀的航天员都已被燃烧所产生的剧毒气体熏死了。随后“阿波罗”飞船作了改进，发射时采用1/3大气压的60%氧和40%氮的混合气，入轨后仍用100%氧气。但这大大增加了设计难度，因为要采用同时控制两种气体的压强和比率的设备，仅此登月舱就增加了一吨的重量。

　　在密闭座舱中，为了不断补充人体消耗和座舱泄露的气体，维持舱内压力平衡，舱内备有氧、氮气体储存系统。氧、氮气体储存方式一般有三种。一种是将其作为高压气态保存，短期载人航天器一般用这种方法。第二种是采用液化的方法，将氧和氮置于低温之下，使其成为液态进行储存，这种方式结构紧凑，重量轻。第三种实际上是利用碱金属超氧化物经过一系列反应产生氧气，这种方式常称为化学贮存方式。氧气产量的多少常通过舱内的水气含量和二氧化碳含量来控制。

　　载人航天时舱内温度如不加控制，会逐渐升高。使座舱温度升高的原因有很多，航天员的人体代谢过程会产生热，舱内的仪表设备运行的时候会产生热，飞船上升、返回时传入舱内的气动力产生的热以及飞船运行时太阳辐射传入舱内的热，这些原因都会使舱温升高。载人航天器都配备有完善的温度控制系统，使舱内温度始终控制在人感到舒服的范围内。温度控制的方法基于防止、减少外界热传入和积极地将舱内产生的废热排出舱外的思想。

　　常用的一种散热方法是水蒸发法。在真空的环境下，水在1.7～7.3摄氏度的低温可以沸腾形成蒸气，水蒸发时会吸收大量的热量。因此可将水输入到热交换器，通过低温蒸发，便将热排出舱外。短时间飞行常用这种方法。而长时间飞行可用升华器、辐射器方法散热。

　　航天员呼出的气体和排除的汗液都含有一定量的水蒸气，如果不采取措施将这些水蒸气清除的话，航天员会因为环境湿度太大而感觉不舒服，而且过高的湿度对舱内的仪表设备运行也是不利的。飞船中常用的去湿方法是采用分子筛材料吸附舱内空气中的水蒸气，然后在真空条件下解析去湿。

　　除了水蒸气载人航天器内还有人体代谢产生的有害物质，特别是蛋白质代谢分解的有害产物，再加上舱内设备中非金属材料的挥发物。这些物质对航天员的影响不只是舒服与否，更重要的是它们作为一种污染源，有可能影响航天员的身体健康。尤其是人体代谢产生的有害物质危害更大，如呼吸时排出的二氧化碳、一氧化碳、甲醇、挥发性脂肪酸等；胃肠道排出的有害物质甲烷、硫化氢、甲硫醇、吲哚等；出汗时汗液中的有害挥发物胺、氨、苯酸等。

　　为什么我们在地球上不必担心这些有害物质？生活在地球上的人，其居住环境中一般都有门窗与外界相通，这些有害物质不断地排出室外，与周围大气相混合，不会影响人体健康。而在密闭舱中就不同了，如一个不吸烟的青年人，一昼夜可排放出一氧化碳10毫克，而一个航天员在密闭舱平均占有一个立方多的空间，生活一昼夜产生的一氧化碳即可达到对人体有害的程度。

　　在航天器中要尽量减少这些物质，消除污染。人体排出的代谢产物是难以避免的，但座舱内非金属材料的分解产物，在一定程度上是可以控制或减少的，这一般是通过选用一些挥发物少的非金属材料作为航天材料。如美国的“阿波罗”飞船选材时，对所有备选的非金属材料进行有害物质排放量测量试验，淘汰那些排放量超标的材料。

　　对于无法避免的污染物，一般采用吸收、过滤、催化等方法进行消除。如人体代谢的重要产物二氧化碳，常采用吸收剂或分子筛进行消除，微量污染物，如汗液及座舱材料挥发物可采用活性炭进行吸附消除，但对于分子小、沸点低的污染物如一氧化碳、甲烷等不易吸收，可以采用催化燃烧的方法消除。

　　水对有生命的生物体是极为重要的。生活在宇宙空间的航天员，也需要供给生活用水和饮食用水。载人航天器内的供水系统是采用多种方法解决的。航行时间短的，一般采用储水器从地面携带净水到太空。储水器采用橡胶囊或金属风箱式可折叠水箱，囊内充有一定量的氮，在失重条件下增加囊内压力，水即可排出，且储水方式简单易行。水箱的容积与航天时间长短、人数多少、飞船载重量等相适应。氢氧燃料电池产生的水也是供水的一种，这种水经过冷却，温度下降到18~24℃，再经过消毒器消毒、净化后送入储水箱。

　　载人航天器在太空飞行时，水处于失重状态，不会自行从水箱中流出，因此供水的水箱都装有增压装置，加压后水即可流出。

　　在类似空间站这种长期的载人航天器，除了地面上定期送水，但这样做是非常不经济的。而且如果由于某种原因水不能及时送到，那航天员的生命就会出现危机。所以在这种航天器上，水是由它自己“生产”的。

　　我们知道地球上的水是在不停地循环着。海洋中的水被蒸发到空气中形成云，云又转换为雨降落到地面上，雨水汇集成河流最后又回到海洋。在这个循环过程中自然界的微生物和土壤起着对地面上的水进行净化的作用。航天器内“生产”水的过程正是模拟这么一个过程。水的来源是航天器中一切可以收集到的水，经过净化器的处理成为了航天员的生活用水。

　　当你在航天器中喝水时，千万不要去想水的来源。因为这些水是从航天器中各个地方收集而来的，包括燃料电池产生的冷凝水、洗漱用水甚至排尿以及上面提到的水蒸气等。如果仔细收集，基本可以实现航天器的自给自足。这也许听起来比较恶心，但是事实上，经过空间站的净化处理器后的水，可能要比地球上我们多数人喝的水都要干净。

　　在回过头来看看水循环系统，并不是单独存在的，它与其他系统的也有着联系，正如地球环境一样，水的循环与大气、生物有着千丝万缕的联系。从载人航天器的发展来看，生命保障系统的设计正力求模拟地球上的环境，因此未来的载人航天器，比如永久性空间站，就成为太空中另一个“地球”。

　　在载人航天的初期，如东方号和水星号飞船，其目标主要是验证人在空间的生存能力，航天员在座舱中只是作为一个观察者和备份的操纵者。到上升号实现了人类的第一次太空行走，以及双子星计划地完成，人们已经初步认识太空环境对人类的影响，具备了在太空进行活动的经验。到此时航天员才开始他们在太空真正的任务，而不再是载人航天器里的“乘客”。

　　工作内容

　　今天，航天员必须在空间完成复杂的舱内和舱外活动以及高度智能化的空间科学研究和试验任务。当然所有这些工作的前提是航天器的正常运行，所以在飞行过程中航天员要与自动化系统合理分工，完成对航天器的监视、操作、控制和通信等任务以保证航天器的正常运行。这种任务最早在联盟飞船的研制中已经开始执行，由于需要完成各种会合和对接任务，必然需要航天员对飞船的操纵。

　　到阿波罗计划，这种任务更加明显了。大量的任务都需要航天员来对飞船进行操纵，尤其在某些阶段，飞船无法从地面获得任何引导，所以只有依靠航天员去完成任务。比如阿波罗11号登月时，登月舱按自动制导仪的指示准备登上月面，在即将着陆的时候指令长内尔·阿姆斯特朗发现预定着陆点有一个大深坑，于是两名航天员采取紧急措施在距月面只有600米高度时，操纵登月舱避开大坑，并安全的降落在月面“静海”的一角。如果说没有航天员的灵活机动，那这次任务很可能不会实现。

　　“静海”：1967年底，美国航空航天局确定的适宜的登月着陆点之一，当时进行了反复的选择和测绘，筛选出有希望的地点有静海两处，中央湾一处，风暴洋两处，共5处。

　　伴随着登月计划的实施，航天员的另一项工作也开始进行，即科学研究和试验。阿波罗飞船的6次登月中，大部分航天员在月球上所进行的工作其实是野外地质考察。他们在月表进行了大量的试验，并取回了月球样本进行分析，深入考察了月球的地形、地貌，并研究了月球的地质情况。

　　在这之后不管是航天飞机计划，还是的空间站计划，科学研究和试验任务成为飞行的一个主题，而对航天器的驾驶，逐渐成为太空中开展工作的一个保证。就好比各行各业都在使用计算机，但具体让计算机干什么就根据需要来决定了。航天员每次飞行都要根据任务的要求，在太空中完成规定的空间科学研究、试验和探险任务，以便获得新的知识、新的认识和新的数据。此时，随着载人航天的发展，航天员内部的分工也开始明确，有了专门的驾驶员和专门的科学研究人员。

　　除此外由于航天器的发展，在太空中对各种航天器进行维修、检修和装配也是必须完成的工作内容。尤其对于复杂的航天器和复杂的飞行任务，这项任务显得格外重要。例如美国曾经在1993年派遣7名航天员乘坐奋进号航天飞机进入太空，对哈勃(Hubble)望远镜进行了修理。现在正在进行的国际空间站建设当然也是航天员的工作内容。

　　个人装备

　　虽然航天员在执行太空任务时有航天器的密闭环境来保证其安全，但是由于任务的复杂性，往往需要航天员出舱活动。因此航天工程师设计了航天服来保障太空中人员的安全。航天服的研制大约始于50年代中期，是在航空高空飞行压力服的基础上发展起来的。1961年4月12日由苏联航天员尤里·加加林在航天飞行中首先使用。

　　航天服是用于在航天飞行中为航天员抵御外界恶劣环境的危害，在人体周围创造必要的大气压力、气体成分、温度、湿度等生活环境和条件，并保证航天员具有一定的活动性和操作性的个人防护装备。

　　航天服一般由服装、头盔、手套和靴子组成。按服装内的压力，航天服可分为低压航天服和高压航天服。按其结构可分为软式、硬式和软硬结合式航天服。按其用途可分为弹射救身服、舱内航天服和舱外航天服。弹射救身服用于发射或返回过程中弹射救生时保证航天员的安全，在苏联东方号飞船上曾使用过。

　　每次飞行任务的开始和结束阶段——发射和返回时，由于飞行条件相对恶劣，航天器所受到的影响较大，所以航天员都要穿上一种航天服。一旦航天器出现故障不能保护航天员时，航天服会提供最后的生命保障。这种航天服由于只在舱内使用，所以称为舱内航天服。在轨道飞行中，如果座舱大气压力、气体控制失效，舱内航天服系统也可以作为应急救生手段。

　　这种舱内航天服具有良好的密封性，内部压力可以调节，并且可以通风、散热、排湿，有一定的强度。在充压时，具有一定的活动性能，能完成航天员必要的监视和操作任务，服装内具有简单实用的小便装置。在发射和返回过程中，由于舱内噪声值很高，但头盔的消声作用，使服装内的通话可以正常进行。头盔面窗还具有足够的视野、良好的光学性能及防雾措施。舱内航天服一般重10千克左右，加工制作十分复杂，环境要求十分严格，有上千道工序，因此造价十分昂贵，生产一套航天服约需数十万元人民币。

　　在进行舱外活动时，为保证航天员的生命安全，航天员会穿上更复杂的舱外航天服进入太空。早期的舱外航天服采用脐带与母船连接，由飞船上的生命保障设备维持服装内正常环境条件。现代的舱外航天服在背部直接装上便携式生命保障系统，形成一个独立的装置。具有良好活动性能的关节系统以及在主要系统故障情况下的应急供氧系统。它实际上可以看成为一个具有操作活动的最小载人航天器。目前美、俄两国使用的舱外航天服供一次舱外活动时间最长可达6-7小时。服装内的压力为低压制，在27000-40000帕斯卡范围内，采用纯氧环境。一套舱外航天服系统重量大约120千克，通常比一个健硕的人还要重许多。但是在太空中漫步，由于一切都处于失重状态，即便航天员穿上如此笨重的衣服照样可以轻松地行走。因其技术的高密集度，工艺复杂，目前，研制生产一件舱外航天服的价值达上千万美元。